KR20100061562A - Optoelectronic component - Google Patents

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랄프 워스
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오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하
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Abstract

An optoelectronic component comprising the following features is disclosed:-at least one semiconductor body (1) provided for emitting electromagnetic radiation from a first wavelength range,-an inner radiation-transmissive shaped body (2), into which the semiconductor body (1) is embedded,-a wavelength-converting layer (6) on an outer side (5) of the inner shaped body (2), said layer comprising a wavelength conversion substance (8) suitable for converting radiation from the first wavelength range into radiation from a second wavelength range, which is different from the first wavelength range,-a coupling-out lens (10), into which the inner shaped body (2) and the wavelength-converting layer (6) are embedded, wherein-the coupling-out lens (10) has an inner side enclosed by an inner hemisphere area having a radius R, and an outer side enclosing an outer hemisphere area having a radius R, and the radii Rand Rmeet the Weierstrass condition: R> R* nnwhere nis the refractive index of the coupling-out lens and nis the refractive index of the surroundings of the coupling-out lens.

Description

광전 소자{OPTOELECTRONIC COMPONENT}Optoelectronic device {OPTOELECTRONIC COMPONENT}

본 특허 출원은 독일 특허 출원 DE 10 2007 046 699 및 DE 10 2007 049 799을 기초로 우선권을 주장하며, 이의 개시 내용은 각각 참조로 포함된다.This patent application claims priority on the basis of German patent applications DE 10 2007 046 699 and DE 10 2007 049 799, the disclosures of which are each incorporated by reference.

본 발명은 광전 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an optoelectronic device.

일반적으로, 제1파장 영역의 복사를 방출하는 반도체 몸체를 구비한 광전 소자는 혼합색, 가령 백색의 광을 생성하기 위해 파장 변환 물질을 포함한다. 파장 변환 물질은 반도체 몸체로부터 방출된 제1파장 영역의 복사의 일부를 상기 제1파장 영역과 다른 제2파장 영역의 복사로 변환한다. 이러한 소자는 예컨대 문헌 WO 02/056390 A1, WO 2006/034703 A1 및 Journal of Display Technology, Vol. 3, No 2, 2007년 6월, 155 - 159쪽에 기재되어 있다. 파장 변환 물질은 예컨대 반도체 몸체의 수지캐스팅부에 삽입되거나, 층의 형태로 반도체 몸체상에 직접 도포될 수 있다.In general, photovoltaic devices having semiconductor bodies that emit radiation in a first wavelength region include wavelength converting materials to produce light of mixed color, such as white. The wavelength converting material converts a portion of the radiation of the first wavelength region emitted from the semiconductor body into radiation of a second wavelength region different from the first wavelength region. Such devices are described, for example, in WO 02/056390 A1, WO 2006/034703 A1 and Journal of Display Technology, Vol. 3, No 2, June 2007, pp. 155-159. The wavelength converting material may be inserted, for example, in the resin casting portion of the semiconductor body or applied directly onto the semiconductor body in the form of a layer.

본 발명은 파장 변환 물질을 포함한 고효율 광전 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a high efficiency photoelectric device including a wavelength conversion material.

상기 과제는 제 1항의 특징들을 포함한 광전 소자를 통해 해결된다.This problem is solved through the optoelectronic device comprising the features of claim 1.

광전 소자의 유리한 실시예들 및 다른 특징들은 종속 청구항들에 제공된다.Advantageous embodiments and other features of the optoelectronic device are provided in the dependent claims.

광전 소자는, 특히, Optoelectronic devices, in particular,

- 제 1 파장 영역의 전자기 복사를 방출하도록 제공된 적어도 하나의 반도체 몸체, At least one semiconductor body provided to emit electromagnetic radiation in the first wavelength region,

- 상기 반도체 몸체가 탑재된 복사 투과성 내부 몰드부,A radiation-transmissive inner mold part on which the semiconductor body is mounted,

- 상기 내부 몰드부의 외측에 위치하며, 상기 제 1 파장 영역의 복사를 상기 제 1 파장 영역과 다른 제 2 파장 영역의 복사로 변환하기에 적합한 파장 변환 물질을 함유한 파장 변환층, 및A wavelength conversion layer located outside the inner mold part and containing a wavelength converting material suitable for converting radiation in the first wavelength region into radiation in a second wavelength region different from the first wavelength region, and

- 상기 내부 몰드부 및 파장 변환층이 탑재된 외결합 렌즈를 포함하고, An external coupling lens on which the inner mold part and the wavelength conversion layer are mounted,

- 상기 외결합 렌즈는 반지름 Rconversion 을 가진 내부 반구형면에 의해 둘러싸인 내측 및 반지름 Routside을 가진 외부 반구형면을 둘러싸는 외측을 포함하고, 상기 반지름들 Rconversion 및 Routside은 바이어스트라스 조건(Weierstrass condition), 즉 Routside ≥ Rconversion * nlense / nair를 충족하며, 상기 nlense는 외결합 렌즈의 굴절률을, 상기 nair는 상기 외결합 렌즈 주변의 굴절률, 통상적으로 공기의 굴절률을 나타낸다.The externally coupled lens has a radius R conversion Surrounding the outer semi-spherical surface having a radius R inner and outside enclosed by a semi-spherical inner surface includes an outer with, and the radius R of conversion And R outside meets a Weistrastrass condition, that is, R outside ≥ R conversion * n lense / n air , where n lense is the index of refraction of the externally coupled lens, and n air is Refractive index, usually the refractive index of air.

이 부분에서, 특히, 상기 내부 및 외부 반구형면은 가상면이며, 소자에서 주요 특징으로서 반드시 형성되어야 할 필요는 없다는 점을 밝혀둔다.In this part, it is noted, in particular, that the inner and outer hemispherical surfaces are imaginary surfaces and do not necessarily have to be formed as the main features of the device.

특히, 외결합 렌즈는, 반지름(Rconversion)을 가진 내부 반구형면 및 반지름(Routside)을 가진 외부 반구형면으로 형성되는 바이어스트라스 반구형볼(hemispherical bowl) 전체가 상기 외결합 렌즈내에 위치하는 경우 상기 기술한 바이어스트라스 조건을 충족한다.In particular, the externally coupled lens has an entire hemispherical bowl formed of an inner hemispherical surface having a radius (R conversion ) and an outer hemispherical surface having a radius (R outside ) is located in the external coupling lens. It satisfies the bias trass condition described above.

더욱 바람직하게는, 바이어스트라스 반구형볼은 파장 변환층을 포함하지 않는다.More preferably, the biasless hemispherical ball does not include a wavelength converting layer.

외결합 렌즈가 바이어스트라스 조건을 충족한다는 것은, 바꾸어 말하면 외결합 렌즈의 외측 형성, 그리고 복사 방출 반도체 몸체로부터의 이격 배치와 관련하여, 상기 외결합 렌즈의 외측이 상기 반도체 몸체의 각 점에 대해 특히 작은 각도를 이루어, 상기 외결합 렌즈의 외측에서 전반사가 발생하지 않도록 하는 경우를 말한다. 그러므로, 바이어스트라스 조건을 따르는 외결합 렌즈는 외측에서의 전반사에 의한 복사 손실이 매우 낮다. 유리하게도, 광전 소자의 외결합 효율은 증가한다.The fact that the externally coupled lens satisfies the bias-trass condition, in other words, with respect to the external formation of the externally coupled lens and the spacing arrangement from the radiation emitting semiconductor body, the outside of the externally coupled lens has to be applied to each point of the semiconductor body. In particular, it refers to a case where a small angle is made, so that total reflection does not occur outside the externally coupled lens. Therefore, the externally coupled lens following the bias-trass condition has a very low radiation loss due to total internal reflection from the outside. Advantageously, the external coupling efficiency of the optoelectronic device is increased.

광전 소자에서, 파장 변환 물질은 반도체 몸체의 복사 방출 전면측으로부터 이격되어 배치되는 것이 유리하다. 파장 변환층의 파장 변환 물질과 반도체 몸체간의 공간은 실질적으로 내부 몰드부로 채워진다. 더욱 바람직하게, 파장 변환층과 반도체 몸체간의 공간은 완전히 내부 몰드부로 채워진다. 더욱 바람직하게, 내부 몰드부는 수지 캐스팅부로 제공된다. 파장 변환 물질은 반도체 몸체의 복사 방출 전면측으로부터 이격되어 배치되므로, 파장 변환 물질의 온도 부하는 유리하게 낮게 유지된다. 이러한 점 역시 소자의 효율을 증가시킨다.In the optoelectronic device, it is advantageous for the wavelength conversion material to be disposed away from the radiation emitting front side of the semiconductor body. The space between the wavelength converting material of the wavelength converting layer and the semiconductor body is substantially filled with the inner mold portion. More preferably, the space between the wavelength conversion layer and the semiconductor body is completely filled with the inner mold portion. More preferably, the inner mold portion is provided as a resin casting portion. Since the wavelength converting material is disposed away from the radiation emitting front side of the semiconductor body, the temperature load of the wavelength converting material is advantageously kept low. This also increases the efficiency of the device.

외결합 렌즈는 별도로 제조된 부재로서, 예컨대 절삭, 스핀 또는 사출 성형되고, 실장 단계를 통해 광전 소자에 고정된 부재일 수 있다.The external coupling lens may be a separately manufactured member, for example, a member that is cut, spinned or injection molded and fixed to the photoelectric device through a mounting step.

또한, 외결합 렌즈가 예컨대 광전 소자상의 수지 캐스팅부로서 제조되면서 상기 외결합 렌즈가 광전 소자상에 제조될 수도 있다.Further, the external coupling lens may be manufactured on the photoelectric device, for example, while the external coupling lens is manufactured as the resin casting portion on the photoelectric device.

바람직하게, 반도체 몸체의 복사 방출 전면측은 파장 변환층을 포함하지 않는다. 더욱 바람직하게, 내부 몰드부 및/또는 외결합 렌즈는 실질적으로 파장 변환 물질을 포함하지 않는데, 즉 내부 몰드부 및/또는 외결합 렌즈는 오염도가 낮은 한 파장 변환 물질을 포함하지 않는다.Preferably, the radiation emitting front side of the semiconductor body does not include a wavelength converting layer. More preferably, the inner mold portion and / or the outer coupling lens substantially do not include the wavelength converting material, that is, the inner mold portion and / or the outer bond lens do not include the wavelength converting material as long as the contamination is low.

일 실시예에 따르면, 광전 소자는 전자기 복사를 방출하도록 제공된 복수 개의 반도체 몸체들을 포함한다. 하나의 반도체 몸체에 대해서만 기재된 특징들은, 광전 소자가 복수 개의 반도체 몸체들을 포함한 경우, 일부 또는 전체의 반도체 몸체들에 대해서도 참조될 수 있다.According to one embodiment, the optoelectronic device comprises a plurality of semiconductor bodies provided to emit electromagnetic radiation. Features described for only one semiconductor body may be referred to for some or all of the semiconductor bodies when the optoelectronic device includes a plurality of semiconductor bodies.

광전 소자가 복수 개의 반도체 몸체들을 포함한 경우, 상기 반도체 몸체들은 바람직하게는 대칭 패턴, 더욱 바람직하게는 점대칭 패턴으로 배치된다. 반도체 몸체들은 예컨대 하나의 선을 따르거나 규칙적 격자를 따라 배치될 수 있다. 규칙적 격자는 예컨대 사각형 또는 육각형 격자 방식으로 형성될 수 있다.If the optoelectronic device comprises a plurality of semiconductor bodies, the semiconductor bodies are preferably arranged in a symmetrical pattern, more preferably in a point symmetrical pattern. The semiconductor bodies may, for example, be arranged along one line or along a regular lattice. The regular grating can be formed, for example, in a square or hexagonal grating manner.

광전 소자가 복수 개의 반도체 몸체들을 포함한 경우, 상기 반도체 몸체들은 반드시 동일한 파장 영역의 복사를 방출할 필요는 없다. 오히려, 반도체 몸체들은 서로 다른 파장 영역들의 복사를 방출할 수 있다. 이러한 경우, 일 파장 영역만 변환되지 않고, 복수 개의 파장 영역들이 변환될 수 있다. 이를 위해, 소자는 다양한 복수 개의 파장 변환 물질들을 포함하는 것이 일반적이다.When the optoelectronic device includes a plurality of semiconductor bodies, the semiconductor bodies do not necessarily emit radiation in the same wavelength region. Rather, the semiconductor bodies can emit radiation of different wavelength regions. In this case, only one wavelength region is not converted, and a plurality of wavelength regions may be converted. To this end, the device generally comprises a plurality of wavelength converting materials.

광전 소자의 다른 실시예에 따르면, 내부 몰드부는 반지름 Rinside을 가진 다른 반구형면에 의해 둘러싸이고, 반도체 몸체의 복사 방출 전면측은 면적(A)을 가진다. 바람직하게는, A/π*Rinside 2 비는 1/2 이상 1/20 이하이다.According to another embodiment of the optoelectronic device, the inner mold part is surrounded by another hemispherical surface with radius R inside , and the radiation emitting front side of the semiconductor body has an area A. Preferably, A / π * R inside 2 ratio is 1/2 or more and 1/20 or less.

상기 내부 및 외부 반구형면과 마찬가지로, 상기 다른 반구형면도 가상의 추상적 반구형면으로, 소자에서 주요 특징으로 반드시 형성될 필요는 없다.Like the inner and outer hemispherical faces, the other hemispherical faces are virtual abstract hemispherical faces, which do not necessarily have to be formed as main features in the device.

광전 소자가 복수 개의 반도체 몸체들을 포함한다면, 반도체 몸체들은 면적(A')에 포함될 수 있고, A'/π*Rinside 2 비는 1/2 이상 1/20 이하인 것이 바람직하다. 상기 면(A')은 예컨대 반도체 몸체를 아우르는 원일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 면(A')은 광전 소자의 모든 반도체 몸체를 포함한 최소면이다.If the optoelectronic device includes a plurality of semiconductor bodies, the semiconductor bodies may be included in the area A ', and the ratio A' / π * R inside 2 is preferably 1/2 or more and 1/20 or less. The surface A 'may be, for example, a circle surrounding the semiconductor body. More preferably, the face A 'is a minimum face including all the semiconductor bodies of the optoelectronic device.

일 실시예에 따르면, 내부 몰드부의 외측은 상기 다른 반구형면과 함께 적어도 한 점에서 만난다.According to one embodiment, the outside of the inner mold part meets at least at one point together with the other hemispherical surface.

다른 실시예에 따르면, 내부 몰드부의 외측은 상기 다른 반구형면과 일치한다.According to another embodiment, the outside of the inner mold portion coincides with the other hemispherical surface.

일 실시예에 따르면, 내부 몰드부는 반구형으로 형성된다. 이러한 경우, 내부 몰드부의 외측은 다른 반구형면과 일치한다. 상기 실시예에서, 더욱 바람직하게는, 내부 몰드부는 반구 부분이 반도체 몸체상에서 중심을 맞추도록(centralized) 배치된다. 즉, 반도체 몸체의 복사 방출 전면측의 면 중심 및 상기 반구 부분의 중심점이 상기 광전 소자의 광학축에 위치하고, 이 때 상기 광학축은 상기 반도체 몸체의 복사 방출 전면측에 대해 수직이다. 광전 소자가 복수 개의 반도체 몸체들을 포함하면, 상기 실시예에서 반도체 몸체들은 점대칭 패턴으로 배치되는 것이 바람직하며, 이때 상기 패턴의 중심 및 반구 부분의 중심점은 상기 광학축에 위치한다. 일반적으로, 상기 패턴의 중심은 상기 패턴의 대칭점이기도 하다.According to one embodiment, the inner mold portion is formed in a hemispherical shape. In this case, the outside of the inner mold part coincides with the other hemispherical surface. In this embodiment, more preferably, the inner mold portion is arranged such that the hemisphere portion is centralized on the semiconductor body. That is, the center of the surface on the radiant emission front side of the semiconductor body and the center point of the hemisphere portion are located on the optical axis of the photoelectric element, wherein the optical axis is perpendicular to the radiant emission front side of the semiconductor body. If the optoelectronic device comprises a plurality of semiconductor bodies, in the above embodiment, the semiconductor bodies are preferably arranged in a point symmetric pattern, wherein the center point of the pattern and the hemispherical portion are located on the optical axis. In general, the center of the pattern is also the point of symmetry of the pattern.

일 실시예에 따르면, 반지름 Rconversion을 가진 내부 반구형면은 외결합 렌즈의 내측과 적어도 한 점에서 만난다.According to one embodiment, the inner hemispherical surface with radius R conversion meets at least one point with the inner side of the outer coupling lens.

다른 실시예에 따르면, 외결합 렌즈의 내측은 내부 반구형면과 일치한다.According to another embodiment, the inner side of the outer coupling lens coincides with the inner hemispherical surface.

다른 실시예에 따르면, 외결합 렌즈의 외측도 외부 반구형면과 적어도 한 점에서 만난다.According to another embodiment, the outside of the outer coupling lens also meets at least one point with the outer hemispherical surface.

다른 실시예에 따르면, 외결합 렌즈의 외측은 외부 반구형면과 일치한다.According to another embodiment, the outer side of the outer coupling lens coincides with the outer hemispherical surface.

일 실시예에 따르면, 파장 변환층은 내부 몰드부와 직접 접촉하며 도포되는데, 즉 파장 변환층은 내부 몰드부와 공통의 경계면을 형성한다.According to one embodiment, the wavelength conversion layer is applied in direct contact with the inner mold portion, that is, the wavelength conversion layer forms a common interface with the inner mold portion.

다른 실시예에 따르면, 파장 변환층은 실질적으로 일정한 두께를 가진다. 더욱 바람직하게는, 파장 변환층은 반구형볼 형태로 내부 몰드부상에 도포되며, 상기 내부 몰드부 역시 반구체로 형성된다. 이러한 경우, 파장 변환층내에서 제1파장 영역의 복사의 주행 길이는 실질적으로 일정하다.According to another embodiment, the wavelength conversion layer has a substantially constant thickness. More preferably, the wavelength conversion layer is applied on the inner mold part in the form of a hemispherical ball, and the inner mold part is also formed as a hemispherical body. In this case, the running length of the radiation of the first wavelength region in the wavelength conversion layer is substantially constant.

다른 실시예에 따르면, 외결합 렌즈는 파장 변환층상에 직접 접촉하며 도포되는데, 즉 외결합 렌즈는 파장 변환층과 공통의 경계면을 형성한다.According to another embodiment, the externally coupled lens is applied in direct contact with the wavelength conversion layer, that is, the externally coupled lens forms a common interface with the wavelength conversion layer.

다른 실시예에 따르면, 외결합 렌즈는 반구형볼 형태로 형성되며, 반도체 몸체상에서 중심을 맞추어 배치되는데, 즉 반도체 몸체의 복사 방출 전면측의 면 중심 및 반구형볼의 중심점이 광전 소자의 광학축에 배치된다. 광전 소자가 복수 개의 반도체 몸체들을 포함하면, 상기 실시예에서 반도체 몸체들은 점대칭 패턴으로 배치되는 것이 바람직하며, 이 때 일반적으로 상기 패턴의 대칭점이기도 한 패턴의 중심 및 반구형볼의 중심점은 광전 소자의 광학축에 위치한다.According to another embodiment, the externally coupled lens is formed in the shape of a hemispherical ball, which is centered on the semiconductor body, that is, the center of the plane on the front side of the radiation emission side of the semiconductor body and the center of the hemispherical ball are arranged on the optical axis of the photoelectric element. do. If the optoelectronic device comprises a plurality of semiconductor bodies, in this embodiment the semiconductor bodies are preferably arranged in a point symmetric pattern, wherein the center of the pattern and the center of the hemispherical ball, which are also generally the symmetry points of the pattern, are the optical Located on the axis

다른 실시예에 따르면, 반도체 몸체는 캐리어상에 도포되고, 이 때 캐리어는 적어도 반도체 몸체의 측면에서 거울을 포함한다. 거울의 역할은, 광전 소자의 후측으로 방출되는 제1 및/또는 제2파장 영역의 복사를 상기 후측에 대향된 광전 소자의 복사 방출 전면측으로 편향시키는 것이다. 광전 소자의 후측은 예컨대 캐리어로 형성될 수 있다. 소자의 복사 방출 전면측은 예컨대 외결합 렌즈의 외측으로 형성될 수 있다. 또한, 외결합 렌즈의 외측에 다른 부재, 예컨대 반사 방지 코팅 또는 UV 흡수층이 배치될 수 있다.According to another embodiment, the semiconductor body is applied onto the carrier, wherein the carrier comprises a mirror at least on the side of the semiconductor body. The role of the mirror is to deflect the radiation of the first and / or second wavelength region emitted to the rear side of the optoelectronic device toward the radiation emission front side of the optoelectronic device opposite to the rear side. The rear side of the optoelectronic device may be formed of a carrier, for example. The radiation emitting front side of the device can be formed, for example, outside of the external coupling lens. In addition, other members, such as antireflective coatings or UV absorbing layers, may be disposed outside the externally coupled lens.

거울은 반도체 몸체의 하부에서 상기 반도체 몸체와 캐리어 사이에 형성될 수 있다.A mirror may be formed between the semiconductor body and the carrier at the bottom of the semiconductor body.

더욱 바람직하게는, 거울의 반사도는 제1 및/또는 제2파장 영역의 복사에 대해 적어도 0.9이다. 더욱 바람직하게는, 상기 거울의 반사도는 제1 및/또는 제2파장 영역의 복사에 대해 적어도 0.98이다.More preferably, the reflectivity of the mirror is at least 0.9 for radiation of the first and / or second wavelength region. More preferably, the reflectivity of the mirror is at least 0.98 for radiation of the first and / or second wavelength region.

또한, 거울의 거칠기 피크(roughness peak)의 높이는 최대 40 nm인 것이 바람직하다.In addition, the height of the roughness peak of the mirror is preferably at most 40 nm.

더욱 바람직하게는, 거울은 적어도 반도체 몸체의 측면에서 제1 및/또는 제2파장 영역의 복사를 거울 반사(specular reflection)하도록 형성된다.More preferably, the mirror is formed to specularly reflect radiation of the first and / or second wavelength region at least on the side of the semiconductor body.

거울은 예컨대 금속층을 포함하거나 금속층으로 구성될 수 있다. 금속층은 예컨대 알루미늄을 포함하거나 알루미늄으로 구성될 수 있다.The mirror may, for example, comprise or consist of a metal layer. The metal layer may for example comprise aluminum or consist of aluminum.

또한, 거울은 금속층 및 브래그 거울을 포함하거나, 금속층 및 브래그 거울로 구성될 수 있다.The mirror may also comprise a metal layer and a Bragg mirror, or may consist of a metal layer and a Bragg mirror.

거울은 반사력을 향상시키는 산화물계 층 시스템으로 형성될 수 있다. 반사 향상 산화물계 층 시스템은 산화물을 포함하거나 산화물로 구성된 적어도 하나의 층을 포함한다. 예컨대, 반사 향상 산화물계 층 시스템은 산화물을 포함하는 2개의 층들을 포함하는데, 예컨대 산화 티타늄층 및 산화 규소층이다.The mirror may be formed of an oxide based layer system that enhances reflectivity. The reflection enhancement oxide based layer system includes at least one layer comprising or consisting of an oxide. For example, the reflection enhancement oxide based layer system includes two layers comprising an oxide, such as a titanium oxide layer and a silicon oxide layer.

거울이 금속층 및 브래그 거울을 포함하는 경우, 바람직하게는, 상기 금속층 및 브래그 거울의 배치는 상기 거울의 표면이 브래그 거울로 형성되도록 이루어진다. 일반적으로, 표면이 브래그 거울로 형성된 거울은 거칠기 피크가 40 nm을 초과하지 않는 낮은 거칠기를 가진다. 또한, 일반적으로, 이러한 거울은 제1 및/또는 제2파장 영역의 복사를 거울 반사하도록 형성된다.If the mirror comprises a metal layer and a Bragg mirror, the arrangement of the metal layer and Bragg mirror is preferably such that the surface of the mirror is formed of a Bragg mirror. In general, mirrors whose surfaces are formed of Bragg mirrors have a low roughness whose roughness peak does not exceed 40 nm. Also, in general, such a mirror is formed to mirror reflect the radiation of the first and / or second wavelength region.

브래그 거울은 예컨대 각각 2개의 산화 규소층들 및 2개의 산화 티타늄층들로 교번적으로 구성되는데, 즉 브래그 거울은 번갈아 배치되는 2개의 산화 규소층들 및 2개의 산화 티타늄층들을 포함한다. 산화 규소층들은 산화 규소를 포함하거나 산화 규소로 구성된다. 산화 티타늄층들은 산화 티타늄을 포함하거나 산화 티타늄으로 구성된다.The Bragg mirror consists of two alternating silicon oxide layers and two titanium oxide layers, respectively, ie the Bragg mirror comprises two silicon oxide layers and two titanium oxide layers which are alternately arranged. The silicon oxide layers comprise or consist of silicon oxide. Titanium oxide layers include or consist of titanium oxide.

다른 실시예에 따르면, 반도체 몸체는 캐리어의 반사체 영역에 배치된다. 반사체 영역은 예컨대 캐리어 내부의 함몰부로 형성되며, 바람직하게는, 상기 함몰부는 경사 측벽을 포함한다.According to another embodiment, the semiconductor body is disposed in the reflector region of the carrier. The reflector region is formed, for example, with depressions inside the carrier, and preferably, the depressions comprise inclined sidewalls.

상기 캐리어는 가령 금속 코어 회로 기판과 같은 도체판을 의미할 수 있다. 또한, 캐리어는 구리, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄 중 하나를 포함하거나 그것으로 구성될 수 있다.The carrier may mean a conductor plate such as, for example, a metal core circuit board. In addition, the carrier may comprise or consist of one of copper, aluminum oxide, aluminum nitride.

바람직하게는, 파장 변환 물질은, 희토류 금속으로 도핑된 가닛, 희토류 금속으로 도핑된 알칼리토술피드, 희토류 금속으로 도핑된 티오갈레이트, 희토류 금속으로 도핑된 알루미네이트, 희토류 금속으로 도핑된 오르토실리케이트, 희토류 금속으로 도핑된 클로로실리케이트, 희토류 금속으로 도핑된 알칼리토질화규소, 희토류 금속으로 도핑된 질산화물 및 희토류 금속으로 도핑된 질산화알루미늄으로 구성된 군으로부터 적어도 하나의 물질을 포함한다.Preferably, the wavelength converting material comprises garnet doped with rare earth metals, alkaline earth sulfide doped with rare earth metals, thiogallate doped with rare earth metals, aluminate doped with rare earth metals, orthosilicate doped with rare earth metals, At least one material from the group consisting of chlorosilicate doped with rare earth metals, alkaline earth nitrides doped with rare earth metals, nitrates doped with rare earth metals and aluminum nitrate doped with rare earth metals.

일 실시예에 따르면, 파장 변환 물질은 본딩제에 탑재된다.According to one embodiment, the wavelength conversion material is mounted on the bonding agent.

또는, 파장 변환 물질은 층의 형태로 내부 몰드부상에 도포될 수 있으며, 예컨대 전기 영동을 이용한다.Alternatively, the wavelength converting material may be applied onto the inner mold in the form of a layer, for example using electrophoresis.

일 실시예에 따르면, 내부 몰드부 및/또는 외결합 렌즈 및/또는 본딩제는 실리콘을 포함하거나 그것으로 구성된다.According to one embodiment, the inner mold portion and / or the external coupling lens and / or bonding agent comprise or consist of silicone.

내부 몰드부 및/또는 파장 변환층은 방출 특성을 개선하기 위해 산란 입자들을 포함할 수 있다.The inner mold portion and / or wavelength converting layer may include scattering particles to improve emission characteristics.

산란 입자들은 예컨대 산화 알루미늄, 산화 티타늄 중 적어도 하나의 물질을 포함하거나 그것으로 구성된다.The scattering particles comprise or consist of at least one material, for example aluminum oxide, titanium oxide.

일반적으로, 반도체 몸체는 활성 영역을 포함하고, 상기 활성 영역은 복사 생성을 위해 예컨대 종래의 pn접합, 이중 이종구조, 단일 양자우물 구조 또는 다중 양자우물 구조를 포함한다. 그러한 다중 양자 우물구조에 대한 예는 예컨대 문헌 WO 01/39282, WO 98/31055, US 5,831,277, EP 1 017 113 및 US 5,684,309에 기재되어 있으며, 이의 개시 내용은 참조로 포함된다.Generally, the semiconductor body comprises an active region, which includes, for example, conventional pn junctions, double heterostructures, single quantum well structures or multiple quantum well structures for radiation generation. Examples of such multiple quantum well structures are described, for example, in documents WO 01/39282, WO 98/31055, US 5,831,277, EP 1 017 113 and US 5,684,309, the disclosures of which are incorporated by reference.

반도체 몸체로부터 방출된 제1파장 영역의 복사가 가시복사만을 포함하는 경우, 일반적으로, 파장 변환 물질은 제1파장 영역의 상기 복사의 일부분만 제2파장 영역의 복사로 변환하는 반면, 상기 반도체 몸체로부터 방출된 제1파장 영역의 복사의 다른 부분이 변환되지 않은채로 파장 변환층을 통과하는 것이 필요하다. 이러한 경우, 광전 소자는 제1파장 영역의 복사 및 제2파장 영역의 복사를 포함한 혼합광을 방출한다.In the case where the radiation of the first wavelength region emitted from the semiconductor body includes only visible radiation, in general, the wavelength converting material converts only a portion of the radiation of the first wavelength region into radiation of the second wavelength region, whereas the semiconductor body It is necessary that other portions of the radiation of the first wavelength region emitted from pass through the wavelength converting layer without being converted. In this case, the optoelectronic device emits mixed light including radiation of the first wavelength region and radiation of the second wavelength region.

반도체 몸체가 예컨대 청색 스펙트럼 영역으로부터의 가시광을 방출하는 경우, 상기 제1파장 영역의 청색 가시 복사의 일부는 파장 변환 물질을 이용하여 황색 복사로 변환될 수 있어서, 광전 소자가 방출하는 혼합광의 색 위치는 CIE 표색계의 백색 영역에 있다.When the semiconductor body emits visible light, for example from a blue spectral region, part of the blue visible radiation of the first wavelength region can be converted to yellow radiation using a wavelength converting material, so that the color position of the mixed light emitted by the photoelectric element Is in the white region of the CIE color system.

일 실시예에 따르면, 파장 변환층은 반도체 몸체의 측면에 위치한 파장 변환층의 외부 영역내에서보다, 반도체 몸체상에 배치된 내부 영역내에서 더 두껍게 실시된다. 바람직하게는, 파장 변환층의 외부 영역은 적어도 부분적으로 상기 파장 변환층의 내부 영역의 둘레에 원주형으로 배치된다. 상기 실시예에서, 바람직하게는, 제1파장 영역은 청색 복사를 포함하는 반면, 제2파장 영역은 황색 복사를 포함한다. 바람직하게는, 소자가 방출하는 혼합광의 색 위치는 CIE 표색계의 백색 영역에서 있다. 일반적으로, 반도체 몸체의 측면에 위치한 외부 영역내에서보다 반도체 몸체상의 내부 영역내에서 더 두꺼운 파장 변환층에 의해, 광전 소자는 색 위치와 관련하여 매우 균일한 방출 특성을 가진다. According to one embodiment, the wavelength conversion layer is implemented thicker in an inner region disposed on the semiconductor body than in an outer region of the wavelength conversion layer located on the side of the semiconductor body. Preferably, the outer region of the wavelength converting layer is at least partially disposed circumferentially around the inner region of the wavelength converting layer. In this embodiment, preferably, the first wavelength region comprises blue radiation, while the second wavelength region comprises yellow radiation. Preferably, the color position of the mixed light emitted by the device is in the white region of the CIE color system. In general, with a thicker wavelength converting layer in the inner region on the semiconductor body than in the outer region located on the side of the semiconductor body, the optoelectronic device has very uniform emission characteristics with respect to the color position.

다른 실시예에 따르면, 반도체 몸체는 자외 복사를 포함한 제1파장 영역의 복사를 방출한다. 제1파장 영역의 자외 복사는 파장 변환층의 파장 변환 물질에 의해 적어도 부분적으로 가시 복사로 변환된다. 따라서, 제2파장 영역은 가시 복사를 포함한다. 반도체 몸체가 자외 스펙트럼 영역으로부터 전자기 복사를 방출하는 경우, 일반적으로, 제1파장 영역의 자외 복사의 가능한한 많은 비율을 가시 복사로 변환하는 것이 필요한데, 상기 자외 복사는 인지 가능한 소자의 밝기에 기여하지 않고, 더욱이 육안에 유해할 수 있기 때문이다.According to another embodiment, the semiconductor body emits radiation of the first wavelength region, including ultraviolet radiation. The ultraviolet radiation of the first wavelength region is at least partially converted into visible radiation by the wavelength converting material of the wavelength converting layer. Thus, the second wavelength region contains visible radiation. When the semiconductor body emits electromagnetic radiation from the ultraviolet spectral region, it is generally necessary to convert as much of the ultraviolet radiation of the first wavelength region as visible radiation, which does not contribute to the perceived brightness of the device. This is because it can be harmful to the naked eye.

다른 실시예에 따르면, 외결합 렌즈는 자외 스펙트럼 영역으로부터의 전자기 복사를 흡수하거나/흡수하고 반사하도록 형성된다. 이를 위해 예컨대, 외결합 렌즈는 유리를 포함하거나 유리로 구성될 수 있다.According to another embodiment, the externally coupled lens is configured to absorb and / or absorb electromagnetic radiation from the ultraviolet spectral region. For this purpose, for example, the externally coupled lens may comprise or consist of glass.

다른 실시예에 따르면, 외결합 렌즈의 내측에 반사층이 배치되며, 상기 반사층은 제1파장 영역의 복사를 반사하도록 형성된다. 더욱 바람직하게는, 그러한 반사층은 자외 스펙트럼 영역으로부터 복사를 방출하는 반도체 몸체와 병합하여 사용된다. 이러한 경우, 바람직하게는, 반사층은 제1파장 영역의 자외 복사에 대해 반사성으로, 제2파장 영역의 가시 복사에 대해 투과성으로 형성된다. 그러나, 반사층이 가시 복사를 방출하는 반도체 몸체와 병합되어 사용될 수 있는데, 예컨대 제1파장 영역의 복사가 제2파장 영역의 복사로 거의 완전히 변환될 필요가 있는 경우에 그러하다.According to another embodiment, a reflective layer is disposed inside the external coupling lens, and the reflective layer is formed to reflect radiation of the first wavelength region. More preferably, such reflective layer is used in combination with the semiconductor body emitting radiation from the ultraviolet spectral region. In this case, preferably, the reflective layer is formed reflective to ultraviolet radiation of the first wavelength region and transparent to visible radiation of the second wavelength region. However, the reflective layer can be used in combination with the semiconductor body emitting visible radiation, for example when the radiation of the first wavelength region needs to be almost completely converted to the radiation of the second wavelength region.

반사층은 예컨대 유전체 거울일 수 있다.
The reflective layer can be, for example, a dielectric mirror.

이하, 본 발명의 다른 특징들, 유리한 형성예들 및 적합성들은 도면과 관련하여 기재된 실시예들로부터 도출된다.
도 1A는 제1실시예에 따른 광전 소자의 개략적 단면도를 도시한다.
도 1B는 도 1A의 실시예에 따른 광전 소자의 개략적 사시도를 도시한다.
도 2A는 제2실시예에 따른 광전 소자의 개략적 단면도를 도시한다.
도 2B는 제3실시예에 따른 광전 소자의 개략적 사시도를 도시한다.
도 3은 3개의 다양한 광전 소자들의 방출각(Θ)에 따른 색 위치에 대한 모의 Cx 좌표 곡선을 도시한다.
도 4는 제4실시예에 따른 광전 소자의 개략적 단면도를 도시한다.
도 5는 제5실시예에 따른 광전 소자의 개략적 단면도를 도시한다.
도 6A는 제6실시예에 따른 광전 소자의 개략적 평면도를 도시한다.
도 6B는 도 6A에 따른 광전 소자의 개략적 단면도를 도시한다.
Other features, advantageous formations and suitability of the present invention will now be derived from the embodiments described in connection with the drawings.
1A shows a schematic cross-sectional view of a photoelectric device according to the first embodiment.
FIG. 1B shows a schematic perspective view of an optoelectronic device according to the embodiment of FIG. 1A.
2A shows a schematic cross-sectional view of a photoelectric device according to the second embodiment.
2B shows a schematic perspective view of a photoelectric device according to the third embodiment.
3 shows a simulated Cx coordinate curve for the color position according to the emission angle Θ of three various photovoltaic devices.
4 shows a schematic cross-sectional view of a photoelectric device according to the fourth embodiment.
5 shows a schematic cross-sectional view of a photoelectric device according to the fifth embodiment.
6A shows a schematic plan view of a photoelectric device according to the sixth embodiment.
6B shows a schematic cross sectional view of the optoelectronic device according to FIG. 6A.

실시예들 및 도면들에서 동일하거나 동일하게 작용하는 구성 요소들은 각각 동일한 참조 번호를 가진다. 도면에 도시된 요소들은 반드시 축척에 맞는 것으로 볼 수 없다. 오히려, 예컨대 층 두께와 같은 개별적 구성 요소들은 더 나은 이해를 위해 일부 과장되어 확대 도시될 수 있다.In the embodiments and the drawings, the same or identically acting components each have the same reference numeral. The elements shown in the figures are not necessarily to scale. Rather, individual components, such as layer thicknesses, may be exaggerated in part for better understanding.

도 1A 및 1B의 실시예에 따른 광전 소자는 제1파장 영역의 전자기 복사를 방출하도록 제공된 반도체 몸체(1)를 포함한다. 반도체 몸체(1)는 복사 투과성 내부 몰드부(2)에 탑재되되, 반도체 몸체(1)와 내부 몰드부(2)사이에 공기 충진된 공간이 없도록 탑재된다. 내부 몰드부(2)는 반지름(R1)을 가진 반구체로 형성되며, 반도체 몸체(1)상에서 중심을 맞추어 배치되는데, 즉 반도체 몸체(1)의 복사 방출 전면측(3)의 면 중심(M) 및 내부 몰드부(2)로 형성된 반구체의 중심점(M')은 광전 소자의 광학축(4)에 위치하고, 이 때 광학축(4)은 반도체 몸체(1)의 복사 방출 전면측(3)에 대해 수직이다.The optoelectronic device according to the embodiment of FIGS. 1A and 1B comprises a semiconductor body 1 provided to emit electromagnetic radiation of a first wavelength region. The semiconductor body 1 is mounted on the radiation-transmissive inner mold part 2, so that there is no air filled space between the semiconductor body 1 and the inner mold part 2. The inner mold part 2 is formed as a hemispherical body having a radius R 1 , and is centered on the semiconductor body 1, that is, the plane center M of the radiation emission front side 3 of the semiconductor body 1. ) And the center point M 'of the hemispherical body formed by the inner mold part 2 is located on the optical axis 4 of the optoelectronic device, wherein the optical axis 4 is the radiation emission front side 3 of the semiconductor body 1. Perpendicular to).

내부 몰드부(2)의 외측(5)에 파장 변환층(6)이 도포된다. 파장 변환층(6)은 내부 몰드부(2)상에 직접 접촉하여 도포되는데, 즉 파장 변환층(6)은 내부 몰드부(2)와 공통의 경계면을 형성한다.The wavelength conversion layer 6 is applied to the outer side 5 of the inner mold part 2. The wavelength converting layer 6 is applied in direct contact with the inner mold part 2, that is, the wavelength converting layer 6 forms a common interface with the inner mold part 2.

또한, 파장 변환층(6)은 실질적으로 일정한 두께(D)를 가진다. 파장 변환층(6)의 외측(7)은 반지름(R2)을 가진 반구형면을 형성한다. 상기 반지름 비(R1:R2)는 예컨대 0.5이상 0.99 이하이다. 바람직하게는, 상기 반지름 비(R1:R2)는 0.6 이상 0.95 이하이다. 더욱 바람직하게는, 상기 반지름 비(R1:R2)는 약 0.8이다.In addition, the wavelength conversion layer 6 has a substantially constant thickness D. The outer side 7 of the wavelength converting layer 6 forms a hemispherical surface with a radius R 2 . The radius ratio R 1 : R 2 is, for example, 0.5 or more and 0.99 or less. Preferably, the radius ratio R 1 : R 2 is 0.6 or more and 0.95 or less. More preferably, the radius ratio (R 1 : R 2 ) is about 0.8.

파장 변환층(6)은, 반도체 몸체(1)로부터 방출된 제1파장 영역의 복사를 상기 제1파장 영역과 다른 제2파장 영역의 복사로 변환하기에 적합한 파장 변환 물질(8)을 포함한다.The wavelength converting layer 6 comprises a wavelength converting material 8 suitable for converting radiation of a first wavelength region emitted from the semiconductor body 1 into radiation of a second wavelength region different from the first wavelength region. .

파장 변환 물질(8)은 예컨대, 희토류 금속으로 도핑된 가닛, 희토류 금속으로 도핑된 알칼리토술피드, 희토류 금속으로 도핑된 티오갈레이트, 희토류 금속으로 도핑된 알루미네이트, 희토류 금속으로 도핑된 오르토실리케이트, 희토류 금속으로 도핑된 클로로실리케이트, 희토류 금속으로 도핑된 알칼리토질화규소, 희토류 금속으로 도핑된 질산화물 및 희토류 금속으로 도핑된 질산화알루미늄으로 구성된 군으로부터 선택된다.The wavelength converting material 8 is, for example, a garnet doped with a rare earth metal, an alkaline earth sulfide doped with a rare earth metal, a thigallate doped with a rare earth metal, an aluminate doped with a rare earth metal, an orthosilicate doped with a rare earth metal, Chlorosilicate doped with rare earth metals, alkaline earth nitrides doped with rare earth metals, nitrates doped with rare earth metals, and aluminum nitrate doped with rare earth metals.

파장 변환층(6)의 파장 변환 물질(8)은 본딩제(9)에 탑재된다. 본딩제(9)는 예컨대 실리콘을 의미할 수 있다.The wavelength conversion material 8 of the wavelength conversion layer 6 is mounted on the bonding agent 9. The bonding agent 9 may, for example, mean silicon.

또는, 파장 변환 물질(8)은 층의 형태로 내부 몰드부(2)상에 도포될 수 있으며, 예컨대 전기 영동을 이용한다.Alternatively, the wavelength converting material 8 can be applied on the inner mold 2 in the form of a layer, for example using electrophoresis.

또한, 도 1A 및 1B의 실시예에 따른 광전 소자는 굴절률(nLinse)을 가진 외결합 렌즈(10)를 포함하고, 상기 외결합 렌즈에 내부 몰드부(2) 및 파장 변환층(6)이 탑재되어 있다. 상기에서 외결합 렌즈(10)는 파장 변환층(6)과 공통의 경계면을 형성하는데, 즉 상기 외결합 렌즈(10)는 파장 변환층(6)과 직접 접촉한다. 상기에서, 외결합 렌즈(10)는 내부 반지름(R2) 및 외부 반지름(R3)을 가진 반구형볼로 형성된다.In addition, the photoelectric device according to the exemplary embodiment of FIGS. 1A and 1B includes an external coupling lens 10 having a refractive index n Linse , and the internal mold part 2 and the wavelength conversion layer 6 are disposed on the external coupling lens. It is mounted. The external coupling lens 10 forms a common interface with the wavelength conversion layer 6, that is, the external coupling lens 10 is in direct contact with the wavelength conversion layer 6. In the above, the outer coupling lens 10 is formed of a hemispherical ball having an inner radius (R 2 ) and an outer radius (R 3 ).

광전 소자의 외결합 렌즈(10)는 이하에 설명되는 바와 같은 바이어스트라스 조건을 충족한다. 반지름(R2)을 가진 외결합 렌즈(10)의 내측(11)은 반지름 Rconversoin을 가진 내부 반구형면(Hinside)에 의해 둘러싸이는 반면, 외결합 렌즈(10)의 외측(12)은 반지름 Routside을 가진 외부 반구형면(Houtside)을 둘러싼다. 반지름들(Rconversoin, Routside)은 바이어스트라스 조건, 즉 Routside ≥ Rconversoin * nlense / nair를 충족하고, 이 때 nair는 외결합 렌즈 주변의 굴절률, 통상적으로 공기의 굴절률이다.The external coupling lens 10 of the optoelectronic device satisfies the bias tras condition as described below. The inner side 11 of the outer coupling lens 10 with the radius R 2 is surrounded by an inner hemispherical surface H inside with the radius R conversoin , while the outer side 12 of the outer coupling lens 10 has a radius Surround the outer hemispherical surface (H outside ) with R outside . The radii (R conversoin , R outside ) satisfy the bias traverse condition, that is, R outside ≥ R conversoin * n lense / n air , where n air is the refractive index around the external coupling lens, typically the refractive index of air.

내부 반구형면(Hinside) 및 외부 반구형면(Houtside)은 도면에 점선으로 표시된 가상면이다.The inner hemispherical surface H inside and the outer hemispherical surface H outside are imaginary surfaces indicated by dotted lines in the drawings.

상기에서, 내부 반구형면(Hinside)은 외결합 렌즈(10)의 내측(11)과 일치하고, 이 때 R2 = Rconversoin이다. 외부 반구형면(Houtside)은 외결합 렌즈(10)의 외측(12)과 일치하고, R3 = Routside이다.In the above, the inner hemispherical surface H inside coincides with the inner side 11 of the outer coupling lens 10, where R 2 = R conversoin . The outer hemispherical surface H outside coincides with the outer side 12 of the outer coupling lens 10 and R 3 = R outside .

외결합 렌즈(10)가 약 1.46의 굴절률(nlense)을 가진 실리콘을 포함하는 경우, 예컨대 반지름(Rconversoin, Routside)의 값이 Rconversoin = 2.2 mm, Routside = 4 mm일 때 바이어스트라스 조건을 충족한다.When the external coupling lens 10 includes silicon having an index of refraction n lense of about 1.46, for example, when the values of the radius R conversoin , R outside are R conversoin = 2.2 mm and R outside = 4 mm Meets Lars conditions.

상기에서, 반도체 몸체(1)의 복사 방출 전면측(3)은 사각형으로 형성되고, 면적(A)을 가진다. 내부 몰드부(2)는, 반지름(Rinside)을 가지며 마찬가지로 가상면인 다른 반구형면(H3)에 의해 둘러싸인다. 상기에서 내부 몰드부(2)의 외측(13)은 상기 다른 반구형면(H3)과 일치하고, Rinside = R1이다. 이 때 바람직하게는, A/π*Rinside 2비는 1/2이상 1/20이하이다. 상기 조건은 예컨대, 반구형 내부 몰드부의 반지름(R1)이 2 mm이고, 반도체 몸체의 사각형 복사 방출 전면측의 변 길이(l)가 1 mm인 경우 충족된다.In the above, the radiation emission front side 3 of the semiconductor body 1 is formed in a quadrangle and has an area A. The inner mold portion 2 has a radius R inside and is surrounded by another hemispherical surface H 3 , which is likewise an imaginary surface. In the above, the outer side 13 of the inner mold part 2 coincides with the other hemispherical surface H 3 , and R inside = R 1 . At this time, Preferably, A / (pi) * R inside 2 ratio is 1/2 or more and 1/20 or less. The above conditions are met, for example, when the radius R 1 of the hemispherical inner mold part is 2 mm and the side length l of the front side of the rectangular radiation emission of the semiconductor body is 1 mm.

내부 몰드부(2)는 예컨대 수지캐스팅부로서 실시될 수 있다. 내부 몰드부는 예컨대 실리콘 및/또는 에폭시를 포함하거나, 이러한 물질들 중 하나 또는 이러한 물질들의 혼합물로 구성될 수 있다.The inner mold part 2 can be embodied, for example, as a resin casting part. The inner mold part may comprise, for example, silicone and / or epoxy, or may consist of one of these materials or a mixture of such materials.

마찬가지로, 외결합 렌즈(10)는 예컨대 에폭시 또는 실리콘을 포함하거나 그러한 물질들 중 하나로 구성될 수 있다. 또한, 외결합 렌즈(10)는 유리를 포함하거나 유리로 구성될 수 있다. 유리 소재의 외결합 렌즈(10)는 예컨대 별도로 제조되어 소자상에 도포될 수 있는 반면, 실리콘이나 에폭시와 같은 수지 캐스팅 물질 소재의 외결합 렌즈(10)는 예컨대 캐스팅이나 사출 성형을 이용하여 소자상에 생성되는 것이 일반적이다.Likewise, the external coupling lens 10 may comprise or consist of one of such materials, for example epoxy or silicone. In addition, the external coupling lens 10 may include or consist of glass. The externally coupled lens 10 of glass material may be manufactured separately and applied onto the device, for example, while the externally coupled lens 10 of resin casting material material such as silicone or epoxy may be formed on the device using, for example, casting or injection molding. It is usually generated in

내부 몰드부(2), 파장 변환층(6) 및 외결합 렌즈(10)는 예컨대 순차적인 사출 성형 방법으로 제조될 수 있다. 이러한 경우, 파장 변환 물질(8)은 일반적으로 본딩제(9)에 삽입되며, 외결합 렌즈(10)는 가령 실리콘과 같은 사출 성형용 물질을 포함한다.The inner mold part 2, the wavelength conversion layer 6 and the outer coupling lens 10 can be produced, for example, by a sequential injection molding method. In this case, the wavelength converting material 8 is generally inserted into the bonding agent 9, and the external coupling lens 10 includes an injection molding material such as silicon.

도 1A 및 1B의 실시예에 따른 광전 소자의 반도체 몸체(1)는 캐리어(14)상에 도포된다. 캐리어(14)란 예컨대 도체판을 의미할 수 있다. 캐리어(14)는 산화 알루미늄, 질화 알루미늄 중 하나를 포함하거나 이러한 물질들 중 하나로 구성될 수 있다.The semiconductor body 1 of the optoelectronic device according to the embodiment of FIGS. 1A and 1B is applied onto a carrier 14. The carrier 14 may mean, for example, a conductor plate. The carrier 14 may comprise or consist of one of aluminum oxide, aluminum nitride, or one of these materials.

상기에서, 캐리어(14)상의 반도체 몸체(1)의 측면에 거울(15)이 배치되며, 상기 거울은 반도체 몸체(1)와 캐리어(14) 사이에 형성된다. 바람직하게는, 거울(15)은 제1 및/또는 제2파장 영역의 복사에 대해 적어도 0.9의 반사도를 가진다. 더욱 바람직하게는, 제1 및/또는 제2파장 영역의 복사에 대한 거울(15)의 반사도가 적어도 0.98이다.In the above, a mirror 15 is arranged on the side of the semiconductor body 1 on the carrier 14, which mirror is formed between the semiconductor body 1 and the carrier 14. Preferably, the mirror 15 has a reflectivity of at least 0.9 for radiation of the first and / or second wavelength region. More preferably, the reflectivity of the mirror 15 for radiation of the first and / or second wavelength region is at least 0.98.

거울(15)은 예컨대 금속층(26)으로 형성될 수 있다. 또한, 거울(15)은 금속층(26) 및 브래그 거울(27)을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 금속층(26)은 캐리어(14)와 브래그 거울(27) 사이에 배치되는 것이 바람직한 반면, 브래그 거울(27)은 거울(15)의 표면을 형성한다. 이 경우에, 일반적으로, 거울(15)의 표면은 높이가 40 nm이 넘지 않는 거칠기 피크들을 포함한다. 그러한 거울(15)은 특히 가시 복사에 대해 거울 반사하도록 형성되는 것이 일반적이다.The mirror 15 may be formed of, for example, a metal layer 26. In addition, the mirror 15 may include a metal layer 26 and a Bragg mirror 27. In this case, the metal layer 26 is preferably disposed between the carrier 14 and the Bragg mirror 27, while the Bragg mirror 27 forms the surface of the mirror 15. In this case, in general, the surface of the mirror 15 includes roughness peaks whose height does not exceed 40 nm. Such a mirror 15 is generally formed to mirror reflect, in particular for visible radiation.

금속층(26)은 예컨대 알루미늄을 포함하거나 알루미늄으로 구성될 수 있다.The metal layer 26 may comprise or consist of aluminum, for example.

브래그 거울(27)은 각각 2개의 산화 규소층들 및 2개의 산화 티타늄층들로 교번적 구성되는데, 즉 브래그 거울은 번갈아 배치된 2개의 산화 규소층들 및 2개의 산화 티타늄층들을 포함한다. 산화 규소층들은 산화 규소를 포함하거나 산화 규소로 구성된다. 산화 티타늄층들은 산화 티타늄을 포함하거나 산화 티타늄으로 구성된다.The Bragg mirror 27 is composed of alternating two silicon oxide layers and two titanium oxide layers, respectively, ie the Bragg mirror comprises two alternating silicon oxide layers and two titanium oxide layers. The silicon oxide layers comprise or consist of silicon oxide. Titanium oxide layers include or consist of titanium oxide.

도 1B에 도시된 바와 같이, 도 1A 및 1B의 실시예에 따른 소자에서 거울(15)은 반지름(Rmirror)을 가지며 원형으로 형성된다. 반도체 몸체(1)는 원형 거울(15)상에서 중심을 맞추어 배치되는데, 즉 반도체 몸체(1)의 복사 방출 전면측(3)의 면 중심(M) 및 원형 거울(15)의 중심점은 광전 소자의 광학축(4)에 위치하고, 상기 광학축은 반도체 몸체(1)의 복사 방출 전면측(3)에 대해 수직이다.As shown in FIG. 1B, in the device according to the embodiment of FIGS. 1A and 1B, the mirror 15 has a radius R mirror and is formed in a circle. The semiconductor body 1 is arranged centered on the circular mirror 15, that is, the plane center M of the radiation-emitting front side 3 of the semiconductor body 1 and the center point of the circular mirror 15 are the Located on the optical axis 4, the optical axis is perpendicular to the radiation emission front side 3 of the semiconductor body 1.

외결합 렌즈(10), 파장 변환층(6) 및 내부 몰드부(2)는 중심을 맞추어 반도체 몸체(1)상에 도포되는데, 즉 내부 몰드부(2), 파장 변환층(6) 및 외결합 렌즈(10)로 형성되는 반구형볼 또는 반구체의 중심점(M'), 그리고 반도체 몸체(1)의 복사 방출 전면측(3)의 면 중심(M)은 광전 소자의 광학축(4)에 위치한다. 또한, 상기에서, 외결합 렌즈(10)의 외측(12)의 반지름(R3)은 거울(15)이 형성하는 원의 반지름(Rmirror)과 일치한다. 외결합 렌즈(10)는 측면에서 거울(15)로 이어진다.The outer coupling lens 10, the wavelength converting layer 6 and the inner mold part 2 are applied on the semiconductor body 1 at the center, that is, the inner mold part 2, the wavelength converting layer 6 and the outer part. The center point M 'of the hemispherical ball or hemisphere formed by the coupling lens 10, and the surface center M of the radiation-emitting front side 3 of the semiconductor body 1 are located on the optical axis 4 of the photoelectric element. Located. Also, in the above, the radius R 3 of the outer side 12 of the external coupling lens 10 coincides with the radius R mirror of the circle formed by the mirror 15. The external coupling lens 10 leads to the mirror 15 at the side.

또한, 반도체 몸체(1), 내부 몰드부(2), 파장 변환층(6) 및 외결합 렌즈(10)는 광전 소자의 광학축(4)에 대해 회전 대칭으로 배치된다.In addition, the semiconductor body 1, the inner mold part 2, the wavelength conversion layer 6, and the external coupling lens 10 are disposed rotationally symmetrically with respect to the optical axis 4 of the photoelectric element.

도 1B에 도시된 바와 같이, 광전 소자는 2개의 외부 전기적 연결부들(16)을 더 포함하고, 상기 연결부들은 광전 소자를 전기적으로 접촉하도록 제공된다.As shown in FIG. 1B, the optoelectronic device further comprises two external electrical connections 16, which are provided to electrically contact the optoelectronic device.

도 1A 및 1B의 실시예에 따른 광전 소자와 달리, 도 2A에 따른 광전 소자는 가변적 두께(D)를 가진 파장 변환층(6)을 포함한다. 반복을 피하기 위해, 이하에서는 도 2A에 따른 소자와 도 1A 및 1B에 따른 소자간의 차이점만 기술한다. 가령 캐리어(14) 또는 거울(15)과 같이 더 상세히 기술되지 않는 부재들이나 특징들은 예컨대 도 1A 및 1B에 의거하여 이미 기재된 바와 같이 실시될 수 있다.Unlike the optoelectronic device according to the embodiment of FIGS. 1A and 1B, the optoelectronic device according to FIG. 2A comprises a wavelength converting layer 6 having a variable thickness D. To avoid repetition, only the differences between the device according to FIG. 2A and the device according to FIGS. 1A and 1B are described below. Members or features that are not described in more detail, such as for example carrier 14 or mirror 15, may be implemented as already described with reference to FIGS. 1A and 1B, for example.

광전 소자는 청색 가시 복사를 포함한 제1파장 영역의 광을 방출하기에 적합한 반도체 몸체(1)를 포함한다.The optoelectronic device comprises a semiconductor body 1 suitable for emitting light in a first wavelength region including blue visible radiation.

파장 변환층(6)의 파장 변환 물질(8)은 제1파장 영역의 청색 복사의 일부를 황색 가시 복사를 포함한 제2파장 영역의 복사로 변환한다. 이를 위해, 파장 변환 물질(8)로서 예컨대 YAG:Ce가 적합하다. 반도체 몸체(1)로부터 방출된 청색 복사의 다른 부분은 변환되지 않은 채로 파장 변환층(6)을 통과한다. 광전 소자는 전면측(17)에서 혼합광을 방출하고, 상기 혼합광은 제1파장 영역의 청색 복사의 비율 및 제2파장 영역의 황색 복사의 비율을 포함한다. 상기 전면측은 외결합 렌즈(10)의 외측(12)으로 형성된다. 바람직하게는, 상기 혼합광의 색 위치는 CIE표색계의 백색 영역에 있다.The wavelength converting material 8 of the wavelength converting layer 6 converts part of the blue radiation of the first wavelength region into radiation of the second wavelength region including yellow visible radiation. For this purpose, for example, YAG: Ce is suitable as the wavelength converting material 8. The other part of the blue radiation emitted from the semiconductor body 1 passes through the wavelength converting layer 6 unconverted. The optoelectronic device emits mixed light at the front side 17, which includes the ratio of blue radiation in the first wavelength region and the yellow radiation in the second wavelength region. The front side is formed as the outer side 12 of the external coupling lens 10. Preferably, the color position of the mixed light is in the white region of the CIE color system.

상기에서, 파장 변환층(6)은 반도체 몸체(1)의 측면의 외부 영역(19)에 비해 상기 반도체 몸체(1)상의 내부 영역(18)에서 더 두껍게 형성된다. 바람직하게는, 내부 영역(18)에서 파장 변환층(6)의 두께(D) 및 외부 영역(19)에서 파장 변환층(6)의 두께(D)의 비는 약 5.5이다.In the above, the wavelength conversion layer 6 is formed thicker in the inner region 18 on the semiconductor body 1 than in the outer region 19 on the side of the semiconductor body 1. Preferably, the ratio of the thickness D of the wavelength converting layer 6 in the inner region 18 and the thickness D of the wavelength converting layer 6 in the outer region 19 is about 5.5.

파장 변환층(6)의 두께 변화에 따라, 파장 변환층(6)을 외부 영역(19)에서 통과하는 청색 복사에 비해, 파장 변환층(6)의 내부 영역(18)을 통과하는 제1파장 영역의 청색 복사의 더 많은 부분이 파장 변환 물질(8)에 의해 제2파장 영역의 황색 복사로 변환된다. 그러나, 반도체 몸체(1)는 제1파장 영역의 청색 복사를 실질적으로 전면측(3)으로부터 방출하므로, 외부 영역(19)의 방향으로 진행하는 복사의 비율보다 내부 영역(18)의 방향으로 방출되는 청색 복사의 비율이 더 크다. 파장 변환층(6)의 두께(D) 변화에 따라, 광전 소자의 방출 특성은 색 위치와 관련하여 균일해진다.As the thickness of the wavelength converting layer 6 changes, the first wavelength passing through the inner region 18 of the wavelength converting layer 6 as compared to the blue radiation passing through the wavelength converting layer 6 in the outer region 19. More of the blue radiation of the region is converted by the wavelength converting material 8 into yellow radiation of the second wavelength region. However, since the semiconductor body 1 emits blue radiation of the first wavelength region substantially from the front side 3, it emits in the direction of the inner region 18 rather than the ratio of radiation traveling in the direction of the outer region 19. The proportion of blue radiation that is produced is greater. As the thickness D of the wavelength converting layer 6 changes, the emission characteristics of the optoelectronic device become uniform with respect to the color position.

또한, 파장 변환층(6)은, 변환되지 않은 제1파장 영역의 복사 및 변환된 제2파장 영역의 복사를 혼합하도록 제공된 산란 입자들(25)을 포함할 수 있다. 대안적 또는 부가적으로, 내부 몰드부(2)는 산란 입자들(25)을 포함할 수 있다. 산란 입자들(25)은 예컨대 산화 알루미늄 또는 산화 티타늄을 포함하거나 이러한 물질들 중 하나로 구성된다.In addition, the wavelength conversion layer 6 may include scattering particles 25 provided to mix radiation of the unconverted first wavelength region and radiation of the converted second wavelength region. Alternatively or additionally, the inner mold part 2 may comprise scattering particles 25. Scattering particles 25 include, for example, aluminum oxide or titanium oxide or consist of one of these materials.

도 1A 및 1B에 따른 실시예의 경우와 같이, 외결합 렌즈(10)의 외측(12)은 반지름(R3)을 가진 반구형면으로 형성된다. 외결합면이 - 도 1A 및 1B에 따른 실시예와 마찬가지로 - 파장 변환층(6)상에 직접 접촉하여 도포되므로, 외결합 렌즈(110)의 내측(11)은 파장 변환층(6)의 외측(7)에 맞춰진다. 외결합 렌즈(10)의 내측(11)은, 상기 파장 변환층(6)의 내부 영역(19)에 상응하는 내부 영역내에서 반구형면에 비해 평편해진다. As in the case of the embodiment according to FIGS. 1A and 1B, the outer side 12 of the outer coupling lens 10 is formed into a hemispherical surface having a radius R 3 . Since the outer coupling surface-as in the embodiment according to FIGS. 1A and 1B-is applied in direct contact with the wavelength conversion layer 6, the inner side 11 of the outer coupling lens 110 is the outer side of the wavelength conversion layer 6. (7) is adjusted. The inner side 11 of the outer coupling lens 10 is flattened relative to the hemispherical surface in the inner region corresponding to the inner region 19 of the wavelength conversion layer 6.

그러나, 외결합 렌즈(10)는 도 1A 및 1B의 실시예에 따른 외결합 렌즈(10)와 마찬가지로, 이하에 설명되는 바와 같은 바이어스트라스 조건에 부합한다. 외부 반구형면(Houtside)은 외결합 렌즈(10)의 외측(12)과 일치하고, R3 = Routside이다. 외결합 렌즈(10)의 내측(11)은 반지름(Rconversoin)을 가진 내부 반구형면(Hinside)에 의해 둘러싸이며 Routside ≥ Rconversoin * nlense/nair이다. 특히, 내부 반구형면(Hinside) 및 외부 반구형면(Houtside)으로 형성된 바이어스트라스 반구형볼은 파장 변환층(6)을 포함하지 않는다.However, the external coupling lens 10, like the external coupling lens 10 according to the embodiment of Figs. 1A and 1B, meets the bias tras condition as described below. The outer hemispherical surface H outside coincides with the outer side 12 of the outer coupling lens 10 and R 3 = R outside . The inner side 11 of the outer coupling lens 10 is surrounded by an inner hemispherical surface H inside with a radius R conversoin and R outside ≧ R conversoin * n lense / n air . In particular, the bias-traspheric hemispherical ball formed of the inner hemispherical surface H inside and the outer hemispherical surface H outside does not include the wavelength conversion layer 6.

파장 변환층(6)은 내부 몰드부(2)상에 직접 접촉하며 도포되므로, 내부 몰드부(2)의 형상은 도 1A 및 1B에 의거하여 기술되었던 내부 몰드부(2)의 형상과 다르다. 내부 몰드부(2)의 외측(13)은 반구형면에 비해 평편해진다.Since the wavelength conversion layer 6 is applied in direct contact with the inner mold part 2, the shape of the inner mold part 2 is different from the shape of the inner mold part 2 which has been described based on Figs. 1A and 1B. The outer side 13 of the inner mold part 2 becomes flat compared to the hemispherical surface.

또한, 반도체 몸체(1), 내부 몰드부(2), 파장 변환층(6) 및 외결합 렌즈(10)는 광전 소자의 광학축(4)에 대해 회전 대칭으로 배치되며, 상기 광학축은 반도체 몸체(1)의 복사 방출 전면측(3)에 대해 수직이다.In addition, the semiconductor body 1, the inner mold portion 2, the wavelength conversion layer 6 and the external coupling lens 10 are disposed rotationally symmetrically with respect to the optical axis 4 of the optoelectronic device, the optical axis is a semiconductor body It is perpendicular to the radiation emission front side 3 of (1).

도 2A의 실시예에 따른 소자와 같이, 도 2B의 실시예에 따른 소자는 가변적 두께(D)를 가진 파장 변환층(6)을 포함한다. 이하, 반복을 피하기 위해, 도 2A에 따른 소자 및 도 2B애 따른 소자간의 차이점만 기술한다. 도 2B에 따른 나머지 부재들 및 특징들은 예컨대 도 2A에 의거하여 이미 기술한 바와 같이 형성될 수 있다.Like the device according to the embodiment of FIG. 2A, the device according to the embodiment of FIG. 2B includes a wavelength converting layer 6 with a variable thickness D. In order to avoid repetition, only the differences between the device according to Fig. 2A and the device according to Fig. 2B are described. The remaining members and features according to FIG. 2B can be formed, for example, as already described with reference to FIG. 2A.

도 2A에 따른 소자의 파장 변환층(6)은 반도체 몸체(1)의 측면의 외부 영역(19)에서보다 반도체 몸체(1)상의 내부 영역(18)에서 더 두껍게 형성된다. 따라서, 내부 몰드부(2)의 외측(5)은 반구형 형상과 다르다. 파장 변환층(6)의 외측(7)은 반지름(R2)을 가진 반구형면이 되도록 형성된다. 파장 변환층(6)상에 직접 접촉하여 도포된 외결합 렌즈(10)의 내측(11)도 마찬가지로 반구형면을 형성한다. 외결합 렌즈(10)는 바이어스트라스 조건, 즉 Routside ≥ Rconversoin * nlense / nair를 충족하고, 이 때 반지름(Rconversoin)을 가진 내부 반구형면(Hinside)은 외결합 렌즈(10)의 내측(11)과 일치하고, Rconversoin = R2이다. 외부 반구형면(Houtside)은 외결합 렌즈(10)의 외측(12)과 일치하고, Routside = R3이다.The wavelength converting layer 6 of the device according to FIG. 2A is formed thicker in the inner region 18 on the semiconductor body 1 than in the outer region 19 on the side of the semiconductor body 1. Therefore, the outer side 5 of the inner mold part 2 is different from the hemispherical shape. The outer side 7 of the wavelength conversion layer 6 is formed to be a hemispherical surface having a radius R 2 . The inner side 11 of the outer coupling lens 10 applied in direct contact with the wavelength conversion layer 6 also forms a hemispherical surface. The external coupling lens 10 satisfies the bias traverse condition, that is, R outside ≥ R conversoin * n lense / n air , where the inner hemispherical surface H inside having the radius R conversoin is the external coupling lens 10. Coincides with the inner side 11 of R) and R conversoin = R 2 . The outer hemispherical surface H outside coincides with the outer side 12 of the outer coupling lens 10 and R outside = R 3 .

내부 영역(18)에서 파장 변환층(6)의 두께(D) 및 반지름(R2)간의 비는 예컨대 약 0.44인 반면, 외부 영역(19)내에서 파장 변환층(6)의 두께(D) 및 반지름(R2)간의 비는 예컨대 약 0.08이다. 파장 변환층(6)의 두께(D)에 있어서 내부 영역(18) 및 외부 영역(19)은 연속적으로 이어지는 것이 일반적으로 연속적이다.The ratio between the thickness D of the wavelength converting layer 6 and the radius R 2 in the inner region 18 is, for example, about 0.44, while the thickness D of the wavelength converting layer 6 in the outer region 19. And the ratio between the radius R 2 is, for example, about 0.08. In the thickness D of the wavelength conversion layer 6, the inner region 18 and the outer region 19 are generally continuous.

도 3은 3개의 서로 다른 광전 소자들의 방출각에 따른 색 위치의 모의 Cx좌표 곡선을 도시한다.3 shows a simulated Cx coordinate curve of the color position according to the emission angle of three different optoelectronic devices.

한편으로는, 종래 소자의 방출각(Θ)에 따른 색 위치의 모의 Cx값이 도시되어 있는데, 이 때 파장 변환층(6)은 반도체 몸체(1)의 복사 방출 전면측(3)에 직접 도포된다(곡선 1). 이러한 소자로부터 방출된 복사의 색 위치는 방출각(Θ)에 따라 현저히 달라진다. 방출각(Θ)이 작은 경우의 색 위치에 대한 Cx값은 방출각(Θ)이 큰 경우에 비해 현저히 작다. 이는, 광전 소자의 복사 방출 전면측의 내부 영역이 청색의 색감을 가지는 반면, 광전 소자의 복사 방출 전면측의 외부 영역은 관찰자에게 황색의 색감을 남긴다는 것을 의미한다.On the one hand, a simulated Cx value of the color position according to the emission angle Θ of the conventional device is shown, wherein the wavelength conversion layer 6 is applied directly to the radiation emission front side 3 of the semiconductor body 1. (Curve 1). The color position of the radiation emitted from this device varies significantly with the emission angle Θ. The Cx value for the color position when the emission angle Θ is small is significantly smaller than that when the emission angle Θ is large. This means that the inner region of the radiation emitting front side of the photoelectric element has a blue color, while the outer region of the radiation emitting front side of the photoelectric element leaves a yellow color to the viewer.

또한, 도 3은 상기 도 1A 및 1B에 의거하여 기술된 바와 같이 내부 몰드부(2), 상기 내부 몰드부상에 위치한 일정한 두께(D)의 파장 변환층(6) 및 외결합 렌즈를 포함한 광전 소자의 색 위치에 대한 모의 Cx값 곡선(곡선 2)도 도시한다. 이러한 광전 소자의 Cx값은 방출각(Θ)에 따른 편차가 낮다. 그러나, 상기 편차는 종래 소자에 비해 현저히 감소된 것이다.3 shows an optoelectronic device comprising an inner mold portion 2, a wavelength converting layer 6 of constant thickness D located on the inner mold portion and an external coupling lens as described above with reference to FIGS. 1A and 1B. A simulated Cx value curve (curve 2) for the color position of is also shown. The Cx value of such an optoelectronic device has a low variation according to the emission angle Θ. However, the deviation is significantly reduced compared to the conventional device.

도 3의 그래프에서 제3곡선(곡선 3)은 도 2A 및 2B에 의거하여 기술된 바와 같이 측면에서보다 반도체 몸체(1)상에서의 파장 변환층(6)이 더 두껍게 형성된 소자의 방출각(Θ)에 따른 모의 Cx값 곡선을 도시한다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 이러한 소자의 방출 특성은 색 위치와 관련하여 거의 균일하게 형성된다.In the graph of FIG. 3, the third curve (curve 3) is the emission angle Θ of the device in which the wavelength conversion layer 6 is formed thicker on the semiconductor body 1 than on the side as described based on FIGS. 2A and 2B. The simulated Cx value curve according to) is shown. As can be seen in FIG. 3, the emission characteristics of this device are formed almost uniformly with respect to the color position.

상기 기술한 실시예들과 달리, 도 4의 실시예에 따른 소자는 반도체 몸체(1)가 도포되어 있는 반사체 영역(20)을 구비한 캐리어(14)를 포함한다. Unlike the above-described embodiments, the device according to the embodiment of FIG. 4 includes a carrier 14 having a reflector region 20 to which the semiconductor body 1 is applied.

반사체 영역(20)은 캐리어(14)의 나머지 표면들에 비해 낮다. 상기에서, 반사체 영역(20)은 경사 측벽(21)을 포함한 캐비티로 형성된다. 반사체 영역은, 반도체 몸체의 복사를 광전 소자의 복사 방출 전면측으로 편향하도록 제공된다. 따라서, 거울(15)은 특히 캐리어(14)의 반사체 영역(20)에 형성된다. 상기에서, 반사체 영역은 소자의 광학축(4)에 대해 회전 대칭으로 형성되고, 상기 광학축은 반도체 몸체(1)의 복사 방출 전면측(3)에 대해 수직이며, 반도체 몸체(1)의 복사 방출 전면측(3)의 면 중심(M)을 관통한다.The reflector area 20 is lower than the remaining surfaces of the carrier 14. In the above, the reflector region 20 is formed of a cavity including the inclined side wall 21. The reflector region is provided to deflect the radiation of the semiconductor body towards the radiation emitting front side of the optoelectronic device. Thus, the mirror 15 is formed in particular in the reflector region 20 of the carrier 14. In the above, the reflector region is formed rotationally symmetric about the optical axis 4 of the device, which optical axis is perpendicular to the radiation emission front side 3 of the semiconductor body 1, and the radiation emission of the semiconductor body 1. It penetrates the surface center M of the front side 3.

상기에서, 반도체 몸체(1)는 몰드부(2)에 탑재되되, 반도체 몸체(1) 및 내부 몰드부(2)사이에 공기 충진된 공간이 없도록 탑재된다. 이는, 캐리어(14)의 반사체 영역(20)으로 형성된 캐비티가 내부 몰드부(2)로 완전히 채워진다는 것을 의미한다. 또한, 내부 몰드부(2)의 외측(5)은 반지름(R1 = Rinside)을 가진 반구형면을 따라 형성된다. 도 1A 및 1B에 따른 실시예에서와 같이 파장 변환층(6) 및 외결합 렌즈(10)는 반구형볼들로 실시되며, 상기 반구형볼들 각각은 상호간에 또는 내부 몰드부와 직접 접촉하며 도포된다. 그러나, 도 1A 및 1B의 실시예와 달리, 파장 변환층(6) 및 외결합 렌즈(10)로 형성된 반구형볼들의 중심점(M')은 반사체 영역(20)때문에 반도체 몸체(1)의 방출 방향으로 반도체 몸체(1)상에 위치한다. 그러나, 바이어스트라스 조건은 외결합 렌즈(10)에 대해서도 적용된다. 즉, 내부 반구형면(Hinside)의 반지름(Rconversoin) 및 외부 반구형면(Houtside)의 반지름(Routside)은 바이어스트라스 조건, 즉 Routside ≥ Rconversoin * nlense / nair를 충족한다.In the above, the semiconductor body 1 is mounted on the mold part 2, so that there is no air filled space between the semiconductor body 1 and the inner mold part 2. This means that the cavity formed by the reflector region 20 of the carrier 14 is completely filled with the inner mold part 2. In addition, the outer side 5 of the inner mold part 2 is formed along a hemispherical surface having a radius R 1 = R inside . As in the embodiment according to FIGS. 1A and 1B, the wavelength converting layer 6 and the external coupling lens 10 are embodied as hemispherical balls, each of which is applied to each other or in direct contact with the inner mold part. . However, unlike the embodiment of FIGS. 1A and 1B, the center point M 'of the hemispherical balls formed of the wavelength converting layer 6 and the external coupling lens 10 is the emission direction of the semiconductor body 1 due to the reflector region 20. It is located on the semiconductor body 1. However, the bias trass condition also applies to the external coupling lens 10. That is, the radius of the radius (R conversoin) and an outer semi-spherical surface (H outside) of the inner hemispherical surface (H inside) (R outside) will meet the buyer Strasse conditions, that is, R outside ≥ R conversoin * n lense / n air .

상기에서, 내부 반구형면(Hinside)은 외결합 렌즈(10)의 내측(11)과 일치하며, R2 = Rconversoin이다. 외부 반구형면(Houtside)은 외결합 렌즈(10)의 외측(12)과 일치하며, R3 = Routside이다. In the above, the inner hemispherical surface H inside coincides with the inner side 11 of the outer coupling lens 10, where R 2 = R conversoin . The outer hemispherical surface H outside coincides with the outer side 12 of the outer coupling lens 10, where R 3 = R outside .

도 4에 따른 소자의 나머지 부재들이나 특징들은 예컨대 도 1A 및 1B의 실시예들에 따른 광전 소자의 경우와 같이 실시될 수 있다. 반복을 피하기 위해, 더 이상 기술하지 않는다.The remaining members or features of the device according to FIG. 4 may be implemented, for example, as in the case of the optoelectronic device according to the embodiments of FIGS. 1A and 1B. In order to avoid repetition, no further description is given.

도 1A 및 1B의 실시예에 따른 광전 소자와 달리, 도 5의 실시예에 따른 광전 소자는 외결합 렌즈(10)를 포함하고, 상기 외결합 렌즈의 외측(12)은 반구형면과 다르다. 외결합 렌즈(10)의 외측(12)은 내부 영역(22)에서 구형으로 휘어지며, 이 때 곡률 반경(Rcurve)은 가상 바이어스트라스 반구형볼의 외부 반지름(Routside)보다 크다. 또한, 외결합 렌즈(10)는 경사 측면들(23)을 포함하고, 상기 경사 측면들은 외결합 렌즈(10)의 내부 영역을 측면에서 한정한다.Unlike the photoelectric device according to the embodiment of FIGS. 1A and 1B, the photoelectric device according to the embodiment of FIG. 5 includes an outer coupling lens 10, and the outer side 12 of the outer coupling lens is different from the hemispherical surface. The outer side 12 of the outer coupling lens 10 is spherically curved in the inner region 22, where the radius of curvature R curve is larger than the outer radius R outside of the virtual bias traspheric hemispherical ball. In addition, the external coupling lens 10 includes inclined side surfaces 23, which inclined side surfaces define an inner region of the external coupling lens 10.

굴절률(nlense)을 가진 외결합 렌즈(10)는 이하에 설명되는 바와 같은 바이어스트라스 조건을 따른다. 반지름(R2)을 가진 외결합 렌즈(10)의 내측(11)은 반구형면(Hinside)과 일치하고, Rconversoin = R2인 반면, 외결합 렌즈(10)의 외측(12)은 반지름(Routside)을 가진 외부 반구형면(Houtside)을 둘러싼다. 상기 반지름들(Rconversoin, Routside)은 바이어스트라스 조건, 즉 Routside ≥ Rconversoin * nlense / nair을 충족하고, 이 때 nair는 공기의 굴절률이다.The externally coupled lens 10 with refractive index n lense follows the bias tras condition as described below. The inner side 11 of the outer coupling lens 10 having the radius R 2 coincides with the hemispherical surface H inside and R conversoin = R 2 , while the outer side 12 of the outer coupling lens 10 has a radius Surround the outer hemisphere (H outside ) with (R outside ). The radii R conversoin and R outside satisfy a bias tras- tic condition, ie R outside ≧ R conversoin * n lense / n air , where n air is the refractive index of the air.

도 5에 따른 소자의 나머지 부재들이나 특징들은 예컨대 도 1A 및 1B의 실시예에 따른 광전 소자의 경우와 같이 실시될 수 있다. 따라서, 반복을 피하기 위해 더 이상 설명하지 않는다.The remaining members or features of the device according to FIG. 5 may be implemented, for example, as in the case of the optoelectronic device according to the embodiment of FIGS. 1A and 1B. Therefore, no further explanation is made to avoid repetition.

도 1A 및 1B의 실시예에 따른 광전 소자와 달리, 도 6A 및 6B에 따른 광전 소자는 복수 개의 반도체 몸체들(1)을 포함한다. 반복을 피하기 위해, 이하에선 도 6A 및 6B에 따른 소자와 도 1A 및 1B에 따른 소자간의 차이점만 기술한다. 기술하지 않는 부재들이나 특징들은 예컨대 도 1A 및 1B의 실시예의 소자와 같을 수 있다.Unlike the optoelectronic device according to the embodiment of FIGS. 1A and 1B, the optoelectronic device according to FIGS. 6A and 6B includes a plurality of semiconductor bodies 1. To avoid repetition, only the differences between the device according to FIGS. 6A and 6B and the device according to FIGS. 1A and 1B are described below. Members or features not described may be the same as the device of the embodiment of FIGS. 1A and 1B, for example.

도 6A 및 6B의 실시예에 따른 소자의 반도체 몸체들(1)은 규칙적 패턴, 상기에서 사각형 격자(24)에 따라 배치된다. 반도체 몸체들(1)은 각각 복사 방출 전면측(3)의 면 중심(M)과 함께 사각형 격자(24)의 격자점에 위치한다. 또는, 반도체 몸체들(1)은 예컨대 육각형 격자에 따라 배치될 수 있다. 반도체 몸체들(1)은 중심을 맞추어 내부 몰드부(2) 하부에 배치되는데, 즉 사각형 격자(24)의 중심(S) 및 내부 몰드부(2)로 형성된 반구체의 중심점(M')이 광전 소자의 광학축(4)에 위치하고, 상기 광학축은 거울(15)에 대해 수직이다. 외결합 렌즈(10)도 중심을 맞추어 반도체 몸체들(1)상에 배치되는데, 즉 사각형 격자(24)의 중심(S) 및 외결합 렌즈(10)가 형성하는 반구형볼의 중심점(M')은 광전 소자의 광학축(4)에 위치한다. 상기에서, 사각형 격자(24)의 중심(S)은 격자(24)의 대칭점이기도 하다.The semiconductor bodies 1 of the device according to the embodiment of FIGS. 6A and 6B are arranged according to a regular pattern, square grid 24 above. The semiconductor bodies 1 are each located at the lattice point of the rectangular lattice 24 together with the plane center M of the radiation emission front side 3. Alternatively, the semiconductor bodies 1 may for example be arranged along a hexagonal lattice. The semiconductor bodies 1 are disposed under the inner mold part 2 to be centered, that is, the center S of the rectangular lattice 24 and the center point M 'of the hemisphere formed of the inner mold part 2 are formed. Located on the optical axis 4 of the optoelectronic device, the optical axis is perpendicular to the mirror 15. The external coupling lens 10 is also centered on the semiconductor bodies 1, that is, the center S of the rectangular grating 24 and the center point M ′ of the hemispherical ball formed by the external coupling lens 10. Is located on the optical axis 4 of the optoelectronic device. In the above, the center S of the rectangular grid 24 is also the point of symmetry of the grid 24.

도 6A 및 6B의 실시예에 따른 광전 소자의 4개의 반도체 몸체들(1)은 면적(A')을 가진 원내에 둘러싸이며, 이 때 각각 반도체 몸체(1)의 외부 모서리는 상기 반도체 몸체를 둘러싸는 원내에 위치한다. 내부 몰드부(2)는 마찬가지로 가상면인 다른 반구형면(H3)에 의해 둘러싸인다. 상기 다른 반구형면은 반지름(Rinside)을 가진다. 상기에서, 내부 몰드부(2)의 외측(13)은 다른 반구형면(H3)과 일치하고, Rinside = R1이다. 이 때 바람직하게는, A'/π*Rinside 2 비는 1/2이상 1/20이하이다.The four semiconductor bodies 1 of the optoelectronic device according to the embodiment of FIGS. 6A and 6B are enclosed in a circle with an area A ', with the outer edges of the semiconductor body 1 respectively surrounding the semiconductor body. Is located in the circle. The inner mold portion 2 is surrounded by another hemispherical surface H 3 , which is likewise an imaginary surface. The other hemispherical surface has a radius (R inside ). In the above, the outer side 13 of the inner mold part 2 coincides with the other hemispherical surface H 3 , and R inside = R 1 . At this time, Preferably, A '/ (pi) * R inside 2 ratio is 1/2 or more and 1/20 or less.

반도체 몸체들(1)은 예컨대 자외 복사를 방출하는데, 즉 제1파장 영역은 자외 복사를 포함한다. 이 경우, 일반적으로 제1파장 영역의 자외 복사가 파장 변환 물질(8)에 의해 가시 복사로 완전히 변환될 필요가 있다. 또한, 이 경우, 외결합 렌즈(10)는 유리를 포함하여 자외 복사를 흡수하도록 형성된다. 또한, 도 6B에 도시된 바와 같이, 이 경우 바람직하게는, 외결합 렌즈(10)의 내측(11)에 반사층(28)이 배치되고, 상기 반사층은 자외 복사에 대해 반사성으로, 가시 복사에 대해 투과성으로 형성된다. 반사층(18)이란 예컨대 유전체 거울을 의미할 수 있다.The semiconductor bodies 1 emit, for example, ultraviolet radiation, ie the first wavelength region comprises ultraviolet radiation. In this case, in general, the ultraviolet radiation of the first wavelength region needs to be completely converted into visible radiation by the wavelength converting material 8. Also in this case, the external coupling lens 10 is formed to absorb ultraviolet radiation, including glass. In addition, as shown in Fig. 6B, in this case, a reflective layer 28 is preferably arranged on the inner side 11 of the external coupling lens 10, which is reflective for ultraviolet radiation, and for visible radiation. It is formed to be transparent. The reflective layer 18 may mean, for example, a dielectric mirror.

본 발명은 실시예들에 의거한 기재에 한정되지 않는다. 오히려, 본 발명은 각각의 새로운 특징 및 특징들의 각 조합을 포함하고, 이는 특히 특허 청구 범위에서 특징들의 각 조합을 포함하며, 비록 이러한 특징 또는 이러한 특징들의 조합이 그 자체로 명백하게 특허 청구 범위 또는 실시예들에 제공되지 않더라도 그러하다.The invention is not limited to the description based on the examples. Rather, the invention includes each new feature and each combination of features, which in particular includes each combination of features in the claims, although such features or combinations of such features are expressly evident in the claims or in practice Even if not provided in the examples.

1: 반도체 몸체
2: 내부 몰드부
5: 파장 변환층
8: 파장 변환 물질
10: 외결합 렌즈
1: semiconductor body
2: inner mold part
5: wavelength conversion layer
8: wavelength conversion material
10: external coupling lens

Claims (15)

제 1 파장 영역의 전자기 복사를 방출하도록 제공된 적어도 하나의 반도체 몸체(1);
상기 반도체 몸체(1)가 탑재되어 있는 복사 투과성의 내부 몰드부(2);
상기 내부 몰드부(2)의 외측(5)에 위치하며, 상기 제 1 파장 영역의 복사를 상기 제 1 파장 영역과 다른 제 2 파장 영역의 복사로 변환하기에 적합한 파장 변환 물질(8)을 함유한 파장 변환층(6); 및
상기 내부 몰드부(2) 및 파장 변환층(6)이 탑재되어 있는 외결합 렌즈(10)를 포함하고, 상기 외결합 렌즈(10)는 반지름 Rconversoin 을 가진 내부 반구형면에 의해 둘러싸인 내측 및 반지름 Routside을 가진 외부 반구형면을 둘러싸는 외측을 포함하며, 상기 반지름들 Rconversoin 및 Routside은 바이어스트라스 조건:
Routside ≥ Rconversoin * nlense / nair
을 만족하고, 상기 nlense는 상기 외결합 렌즈의 굴절률이고, 상기 nair는 상기 외결합 렌즈 주변의 굴절률인 것을 특징으로 하는 광전 소자.
At least one semiconductor body 1 provided to emit electromagnetic radiation of the first wavelength region;
A radiation-transmissive inner mold portion 2 on which the semiconductor body 1 is mounted;
Located on the outer side 5 of the inner mold part 2, it contains a wavelength converting material 8 suitable for converting radiation in the first wavelength region into radiation in a second wavelength region different from the first wavelength region. One wavelength converting layer 6; And
And an external coupling lens 10 on which the inner mold part 2 and the wavelength conversion layer 6 are mounted, the external coupling lens 10 having a radius R conversoin. An inner and spherical surface surrounded by an inner hemispherical surface having a radius R outside and surrounding the outer hemispherical surface with a radius R conversoin And R outside are biastra conditions:
R outside ≥ R conversoin * n lense / n air
Nlense is the refractive index of the externally coupled lens, and n air is the refractive index around the externally coupled lens.
제 1항에 있어서,
전자기 복사를 방출하도록 제공된 복수 개의 반도체 몸체들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
The method of claim 1,
A photovoltaic device comprising a plurality of semiconductor bodies provided to emit electromagnetic radiation.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 내부 몰드부(2)는 반지름 Rinside을 가진 다른 반구형면에 의해 둘러싸이고,
상기 반도체 몸체(1)는 면적(A)을 가진 복사 방출 전면측(3)을 포함하며, 그리고
A/π*Rinside 2비는 1/2 이상 1/20 이하인 것을 특징으로 하는 광전 소자.
3. The method according to claim 1 or 2,
The inner mold part 2 is surrounded by another hemispherical surface with radius R inside ,
The semiconductor body 1 comprises a radiation emitting front side 3 having an area A, and
A / π * R inside 2 ratio is 1/2 or more and 1/20 or less.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내부 몰드부(2)는 반구형으로 형성되고, 반도체 몸체(1)상에서 중심을 맞추어(centralized) 배치되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The inner mold part (2) is formed in a hemispherical shape, characterized in that arranged on the semiconductor body (1) (centralized).
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파장 변환층(6)은 상기 내부 몰드부(2)상에 직접 접촉하여 도포된 반구형볼로 형성되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The wavelength conversion layer (6) is characterized in that it is formed of a hemispherical ball applied in direct contact on the inner mold portion (2).
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외결합 렌즈(10)는 반구형볼으로 형성되고, 중심을 맞추어 반도체 몸체(1)상에 배치되며, 상기 파장 변환층(6)상에 직접 접촉하여 도포되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
The method according to any one of claims 1 to 5,
The external coupling lens (10) is formed as a hemispherical ball, is disposed on the semiconductor body (1) centered on the center, and is applied in direct contact on the wavelength conversion layer (6).
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체 몸체(1)는 캐리어(14) 상에 도포되고, 상기 캐리어(14)는 적어도 상기 반도체 몸체(1)의 측면에서 거울(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
The method according to any one of claims 1 to 6,
The semiconductor body (1) is applied on a carrier (14), the carrier (14) comprising a mirror (15) at least on the side of the semiconductor body (1).
제 7항에 있어서,
상기 거울(15)은 상기 제 1 및/또는 제 2 파장 영역의 복사에 대해 0.98의 반사도를 가지는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
The method of claim 7, wherein
The mirror (15) is characterized in that it has a reflectivity of 0.98 for radiation of the first and / or second wavelength region.
제 7항 또는 제 8항에 있어서,
상기 거울(15)은 적어도 상기 반도체 몸체(1)의 측면에서 상기 제 1 및/또는 상기 제 2 파장 영역의 복사에 대해 거울 반사하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
The method according to claim 7 or 8,
The mirror (15) is characterized in that it is formed at least at the side of the semiconductor body (1) to mirror reflect the radiation of the first and / or the second wavelength region.
제 7항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체 몸체(1)는 상기 캐리어(14)의 반사체 영역(20)에 배치되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
The method according to any one of claims 7 to 9,
The semiconductor body (1) is characterized in that it is arranged in the reflector region (20) of the carrier (14).
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내부 몰드부(2) 및/또는 상기 파장 변환층(6)은 산란 입자들(25)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
The method according to any one of claims 1 to 10,
The inner mold part (2) and / or the wavelength conversion layer (6) comprises scattering particles (25).
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파장 변환층(6)은 상기 반도체 몸체(1)의 측면에 위치한 외부 영역(19)내에서보다 상기 반도체 몸체(1)상의 내부 영역(18)내에서 더 두껍게 실시되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
The method according to any one of claims 1 to 11,
The wavelength conversion layer 6 is formed thicker in the inner region 18 on the semiconductor body 1 than in the outer region 19 located on the side of the semiconductor body 1. .
제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 파장 영역은 가시 스펙트럼 영역의 청색 복사를, 제 2 파장 영역은 가시 스펙트럼 영역의 황색 복사를 방출하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
The method according to any one of claims 1 to 12,
And wherein the first wavelength region emits blue radiation in the visible spectral region and the second wavelength region emits yellow radiation in the visible spectral region.
제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 파장 영역은 자외 스펙트럼 영역으로부터의 복사를 방출하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
The method according to any one of claims 1 to 13,
And wherein the first wavelength region emits radiation from an ultraviolet spectral region.
제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외결합 렌즈(10)의 내측(11)에 반사층(28)이 배치되고, 상기 반사층은 상기 제 1 파장 영역의 복사를 반사하며 상기 제 2 파장 영역의 복사를 투과시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
The method according to any one of claims 1 to 14,
A reflection layer 28 is disposed on the inner side 11 of the external coupling lens 10, and the reflection layer is formed to reflect radiation of the first wavelength region and transmit radiation of the second wavelength region. Photoelectric device.
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